Kompromise pri načrtovanju in strategije na področju napajanja pojasnjuje Stephen Stella, Product Line Marketing Manager na oddelku za proizvodnjo analognih komponent in vmesnikov pri podjetju Microchip Technology Inc. Cena sončne energije se je znižala do tiste točke, ko ni več ovir za njeno uporabo v aplikacijah, kjer poskušamo doseči neodvisnost od omrežnega napajanja.
Te aplikacije segajo od prenosne signalizacije na avtocestah in utripajočih opozorilnih luči na gradbiščih, pa vse do oddaljenih črpališč in komunikacijskih stolpov. Dejstvo je, da sončna energija postaja uresničljiv vir energije za celotno novo generacijo aplikacij, ki nimajo možnosti napajanja iz omrežja.
Vedno obstaja razlog, zakaj se neka določena aplikacija ne napaja neposredno iz omrežja: morda mora biti oprema prenosna, kot so na primer avtocestni znaki, utripajoče opozorilne luči, ki označujejo gradbišča ali pa so energetske postaje in telekomunikacijski stolpi med sabo preprosto preveč oddaljeni, da bi se lahko napajali iz omrežja.
Nekatere izmed najbolj kritičnih konstrukcijskih odločitev pri aplikacijah s sončnimi elektrarnami so povezane z neločljivimi kompromisi v samem sistemu za zagotavljanje energije. Ti kompromisi so v veliki meri odvisni od vrste obremenitve in časovnega vzorca porabe, ki sta specifična za vsako posamezno aplikacijo.
Analiza bremena
Slika 1 prikazuje blok diagram sistema na visoki ravni, ki je osnova za vse modele sončnih elektrarn. Ključne značilnosti in obnašanje bremena v daljšem časovnem obdobju je treba jasno razumeti že na začetku procesa načrtovanja, tako da se za vsako posamezno aplikacijo vzpostavi ravnotežje med sprejeto, shranjeno in porabljeno energijo .
Obremenitve so lahko različnih velikosti in oblik: lahko so konstantne ali spremenljive, le dnevne ali le nočne, lahko nastopajo občasno ali pa delujejo v režimu 24/7. Analiza vrste obremenitve in obnašanje obremenitve v vsaki posamezni aplikaciji bo odločala o tem, kateri sistem uporabiti. Utripajoče opozorilne luči na primer, ki se uporabljajo za označevanje gradbišč, predstavljajo konstantno, impulzno in le nočno obremenitev. Ta vrsta obremenitve omogoča preprosto polnjenje čez dan, velikost baterije pa izberemo tako, da nam vso noč zagotavlja zanesljivo delovanje utripajočih luči. V nasprotju s tem imajo lahko znaki na avtocesti impulzno obremenitev, ki mora imeti zagotovljeno energijo za delovanje podnevi in ponoči. V tem primeru morata biti baterija in sistem polnenja zadostna za podporo stalni obremenitvi prek dneva, hkrati pa s polnjenjem baterije zagotoviti delovanje znaka tudi prek noči.
Prehod na energetsko neodvisnost s sončno energijo
